專利名稱：一種基于公鑰證書的數(shù)字簽名方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保密或安全通信的數(shù)字簽名方法，具體地說是一種基于公鑰證書的數(shù)字簽名方法。
背景技術(shù)：
信息系統(tǒng)在運行過程中，往往受到許多威脅和攻擊。信息傳遞過程中的保密和安全問題正受到越來越多的國家所關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)和信息安全對經(jīng)濟發(fā)展、國家安全和社會穩(wěn)定起著重要的作用。在一個系統(tǒng)內(nèi)許多用戶之間發(fā)送的信息如開出的電子支票和匯票等，怎樣確保用戶開出的信息或開出的支票不被人破譯、修改和偽造，是確保信息安全的核心問題。為此，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量有意義的研究工作，產(chǎn)生了許多數(shù)字簽名方法。CN1177872A公開了一種用于實現(xiàn)具有消息附錄的數(shù)字簽名方法，采用一散列函數(shù)以減少簽名長度，保密程度不夠理想。CN1197248A公開了一種數(shù)字簽名方法，該方法中需要采用簽名黑匣子硬件，實施起來比較困難。EP0807908A2公開了一種將橢圓曲線應(yīng)用于簽名體制上的方法，但該方法中選用的模數(shù)極小，因而只限用于智能卡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于用戶公鑰證書的數(shù)字簽名方法，它是從離散對數(shù)問題出發(fā)，輔以抗碰撞雜湊函數(shù)和公鑰證書進行簽名和驗證簽名的數(shù)字簽名方法?？梢杂脕矸乐剐畔⒌募倜昂蛢?nèi)容篡改。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體的步驟如下定義了一個系統(tǒng)參數(shù)(Zp，G，q，H)，其中Zp是一個模素數(shù)生成的大素數(shù)群，G是Zp的階數(shù)為q的子群(p＝2q+1，p，q均為大素數(shù))，H是G3→G的抗碰撞雜湊函數(shù)。系統(tǒng)參數(shù)(Zp，G，q，H)可由一組用戶公用。1.在大素數(shù)階群Zq上定義一個元素x作成私鑰矢量；由私鑰矢量的逆與生成元g(公鑰的第一分量)經(jīng)過模指數(shù)運算得到結(jié)果y作為公鑰矢量的第二個分量，加上c＝H(Cert-data)構(gòu)成公鑰矢量的三個分量(其中，Cert-data是用戶證書數(shù)據(jù)，c為用戶證書數(shù)據(jù)的雜湊值)。數(shù)字簽名具體的私鑰和公鑰矢量的生成步驟如下(a)在Zq隨機選取x，計算x的逆t，在G中選定一個生成元g，計算y＝g1modp；
(b)私鑰為x，公鑰為(g，y，c)。
通過簽名者和驗證者通過交互實現(xiàn)驗證者對簽名的驗證，假設(shè)用戶A想向用戶B簽名一則消息明文m，本發(fā)明實現(xiàn)簽名和驗證的過程如下(a)A在Zq中隨機選取r，計算u＝H(c，gr)，e＝H(u，m)和v＝x(r-e)mod q，(u，v)就是本方法產(chǎn)生的對m的數(shù)字簽名；(b)驗證者B接受到消息m及其簽名的一個三元組(m，u，v)后，計算e＝H(u，m)，驗證u＝H(c，geyv)是否成立，如等式成立則接受A的簽名；否則拒絕A的簽名。如果協(xié)議雙方A和B都按照上述體制來進行對話，則geyv＝gey(r-e)＝gr從實現(xiàn)上可以看出，本發(fā)明所提出的數(shù)字簽名方法，在簽名過程中只需一次模指數(shù)運算，一次模乘運算，一次加法，在線計算量只需一次模乘和一次加法，因此具有很高的效率，所用的計算資源很少，即使是計算資源非常有限的智能卡應(yīng)用也能使用。本簽名可以縮短簽名和認證所需的時間，計算量小并且具有很高的安全性，因而本發(fā)明提出的數(shù)字簽名方法具有廣闊的應(yīng)用前景。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有的有益效果是它是從離散對數(shù)問題出發(fā)，輔以抗碰撞雜湊函數(shù)和公鑰證書進行簽名和驗證簽名的數(shù)字簽名方法。它具有可證明的安全性，且具有較好的運算速度。可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，電子商務(wù)，票據(jù)、證件以及信息發(fā)送者的身份驗證，信息的防偽和防篡改，以及防信息發(fā)送方抵賴的功能。由于本方法總的計算量很小，所以也能應(yīng)用于即使是計算資源非常有限的智能卡上。
具體實施例方式
當本發(fā)明用于網(wǎng)絡(luò)通信時，假定用戶A想發(fā)送給用戶B一個保密的信息，并且要讓B確認是A發(fā)送的。這時想發(fā)送的信息就是明文m，本方法中，用戶A和用戶B共同用一系統(tǒng)參數(shù)(Zp，G，q，H)，這里分別給出P為512比特和1024比特的例子512P＝0xED100D4D388990F60C7BD3C800D83355904433FF74E3BE0659D5C4E818239E600BD2D0DB7A5F42D2DAD99DF5DCC1014FD5B3F863D6632578230706C0A4CACCB71024P＝0xED8E7692CDA48EE01F012E58AA7F06FD6203393B17C392DF6970B4934D4F613A35EB9A64208D26CA148B12FF28D6B18EF427BEFCAC7780AFD95229E759177137261A6D939FB5465F72D16EB3E7ECE01232081F003A3938555D49328E4860FF4F77FD1BBDB3222E0D0D021619EAA5F81F4C98E92C595801B04C3C9E3A0E4C0A53假定簽名者的私鑰為(x)，公鑰為(g，y，c)，m為想要簽名的消息，簽名和驗證的過程如下(a)簽名者隨機選取r∈Zq，計算u＝H(c，gr)，e＝H(u，m)和v＝x(r-e)mod q，(m，u，v)稱為m的數(shù)字簽名；(b)驗證者接受到消息m的一個相關(guān)的三元組(m，u，v)后，計算e＝H(u，m)，驗證u＝H(c，geyv)是否成立，如等式成立則接受簽名；否則拒絕簽名。
權(quán)利要求
1.一種基于公鑰證書的數(shù)字簽名方法，其特征是基于離散對數(shù)困難問題假設(shè)，輔以抗碰撞雜湊函數(shù)和公鑰證書進行簽名和驗證簽名的數(shù)字簽名方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于公鑰證書的數(shù)字簽名方法，其特征是定義了一個系統(tǒng)參數(shù)(Zp，G，q，H)，其中Zp是一個模素數(shù)生成的大素數(shù)群，G是Zp的階數(shù)為q的子群(p＝2q+1，p，q均為大素數(shù))，H是G3→G的抗碰撞雜湊函數(shù)。系統(tǒng)參數(shù)(Zp，G，q，H)可由一組用戶公用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于公鑰證書的數(shù)字簽名方法，其特征是大素數(shù)階群Zq上定義一個元素x作成私鑰矢量；由私鑰矢量的逆與生成元g(公鑰的第一分量)經(jīng)過模指數(shù)運算得到結(jié)果y作為公鑰矢量的第二個分量，加上c＝H(Cert-data)構(gòu)成公鑰矢量的三個分量(其中，Cert-data是用戶證書數(shù)據(jù)，c為用戶證書數(shù)據(jù)的雜湊值)。數(shù)字簽名具體的私鑰和公鑰矢量的生成步驟如下(a)在Zq隨機選取x，計算x的逆t，在G中選定一個生成元g，計算y＝g1modp；(b)私鑰為x，公鑰為(g，y，c)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于公鑰證書的數(shù)字簽名方法，其特征是通過簽名者和驗證者通過交互實現(xiàn)驗證者對簽名的驗證，假設(shè)用戶A想向用戶B簽名一則消息明文m，本發(fā)明實現(xiàn)簽名和驗證的過程如下(a)A在Zq中隨機選取r，計算u＝H(c，gr)，e＝H(u，m)和v＝x(r-e)mod q，(u，v)就是本方法產(chǎn)生的對m的數(shù)字簽名；(b)驗證者B接受到消息m及其簽名的一個三元組(m，u，v)后，計算e＝H(u，m)，驗證u＝H(c，geyv)是否成立，如等式成立則接受A的簽名；否則拒絕A的簽名。如果協(xié)議雙方A和B都按照上述體制來進行對話，則geyv＝geg(r-e)＝gr
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于公鑰證書的數(shù)字簽名方法。它是從離散對數(shù)問題出發(fā)，輔以抗碰撞雜湊函數(shù)和公鑰證書進行簽名和驗證簽名的數(shù)字簽名方法。它具有可證明的安全性，且具有較好的運算速度?？梢杂糜诰W(wǎng)絡(luò)通信，電子商務(wù)，票據(jù)、證件以及信息發(fā)送者的身份驗證，信息的防偽和防篡改，以及防信息發(fā)送方抵賴的功能。由于本方法總的計算量很小，所以也能應(yīng)用于即使是計算資源非常有限的智能卡上。
文檔編號G06K9/00GK1444165SQ03116618
公開日2003年9月24日 申請日期2003年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月23日
發(fā)明者朱華飛 申請人:浙江大學(xué)